KR20210055453A - Dispersion composition of inorganic oxide with improved hydrophobicity - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소수성이 향상된 무기 산화물의 분산액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a dispersion composition of an inorganic oxide having improved hydrophobicity.
광학적으로 투명한 고분자 재료는 낮은 비용과 양호한 가공성, 가시광 영역에서의 높은 투과율 때문에 광학적 코팅과 광전자 소재로 널리 사용되고 있다.Optically transparent polymer materials are widely used as optical coatings and optoelectronic materials because of their low cost, good processability, and high transmittance in the visible light region.
최근에는 고굴절의 투명한 소재가 광학 필터, 렌즈, reflector, optical waveguide, antireflection films, solar cell 및 light emitting diodes(LEDs)의 소재로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 고분자는 굴절률(n)이 1.3~1.6으로 고분자 재료만을 사용하기 어렵기 때문에, 고굴절률을 지니는 무기소재(n=1.5~2.7)를 고분자에 혼합하여 분산시키는 연구가 진행되고 있다.Recently, high refractive transparent materials have been used as materials for optical filters, lenses, reflectors, optical waveguides, antireflection films, solar cells and light emitting diodes (LEDs). However, since such a polymer has a refractive index (n) of 1.3 to 1.6 and it is difficult to use only a polymer material, research is being conducted to mix and disperse an inorganic material having a high refractive index (n = 1.5 to 2.7) in the polymer.
일반적으로, 고굴절 무기소재로 사용되는 물질은 TiO2(n=2.5~2.7), ZrO2(n=2.1~2.2), ZnO(n=2.0), SnO2(n=2.0), SiO2(n=1.5)와 같은 물질들이 있다.In general, materials used as high refractive inorganic materials are TiO 2 (n=2.5~2.7), ZrO 2 (n=2.1~2.2), ZnO(n=2.0), SnO2(n=2.0), SiO 2 (n= There are substances such as 1.5).
이러한 고굴절 무기소재 및 고분자 혼합물의 분산성을 향상시키기 위해, 유무기 복합체를 제조 후 유무기 복합체의 표면을 개질 하거나, 무기물 입자에 커플링제를 사용하여 표면 처리하는 방법 등이 사용된다.In order to improve the dispersibility of the high-refractive inorganic material and polymer mixture, a method of modifying the surface of the organic-inorganic composite after manufacturing the organic-inorganic composite, or surface treatment using a coupling agent to inorganic particles is used.
그러나, 표면 처리 조건 및 재료에 따라 분산성의 차이가 크고, 이를 확인하기 위해서는 무기물과 유기물의 배합에 따른 물성을 측정하는 과정이 수행될 필요가 있다. 특히, 고굴절률과 함께 점도 및 황변도와 같은 특성을 제어하기 위해서는 무기물과 유기물 배합에 따른 물성 측정 과정이 반복 수행되어야 한다.However, the difference in dispersibility is large depending on the surface treatment conditions and materials, and in order to confirm this, it is necessary to perform a process of measuring physical properties according to the combination of inorganic and organic substances. In particular, in order to control properties such as viscosity and yellowness along with a high refractive index, the process of measuring physical properties according to the combination of inorganic and organic substances must be repeatedly performed.
따라서, 좀 더 효율적으로 고굴절 무기소재의 유기물 내 분산성을 향상시키면서, 굴절률, 점도, 황변도와 같은 물성을 제어할 수 있는 기술이 연구될 필요가 있다.Therefore, it is necessary to study a technology capable of controlling physical properties such as refractive index, viscosity, and yellowness while more efficiently improving the dispersibility of the high refractive inorganic material in organic matter.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 유기물과의 혼합 전에 무기 산화물의 고상 소수화도를 평가하고, 이에 따라 선별된 무기 산화물을 유기물과 혼합하여 제조됨으로써, 유기물 내 분산성을 효율적으로 향상시킨 무기 산화물 분산액 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to evaluate the degree of solid-state hydrophobicity of inorganic oxides before mixing with organic substances, and accordingly, by mixing the selected inorganic oxide with organic substances, It is to provide an inorganic oxide dispersion composition in which acidity is efficiently improved.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면은, 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자; 광학용 모노머; 및 고분자량 표면 처리제;를 포함하고, 상기 무기 산화물 입자는, 소수화도에 따라 선별된 것인, 무기 산화물 분산액 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention, inorganic oxide particles surface-treated with a silane coupling agent; Optical monomers; And a high molecular weight surface treatment agent, wherein the inorganic oxide particles are selected according to a degree of hydrophobicity, and an inorganic oxide dispersion composition is provided.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자의 소수화도에 따라 선별하는 것은, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자를 농도별로 준비된 알코올 수용액에 각각 첨가하고 침전여부를 확인하는 단계; 및 상기 알코올 수용액의 농도별로 확인된 침전여부에 따라 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계;를 포함하여 수행하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the sorting according to the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles may include: adding the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent to an aqueous alcohol solution prepared for each concentration, and checking whether or not to precipitate; And evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles according to whether or not the concentration of the alcohol aqueous solution has been determined for precipitation.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계는, 상기 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전 발생 유무에 따라 점수를 차등 부여하고, 이를 합산하여 수치화하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the step of evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles may be to give a score differently according to the presence or absence of precipitation of the surface-treated inorganic oxide particles, and add them to a numerical value.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계는, 상기 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전이 발생하지 않은 경우에 일정 점수를 부여하고, 이를 합산하여 수치화하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the step of evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles may be to give a predetermined score when precipitation of the surface-treated inorganic oxide particles does not occur, and add them to a numerical value.
일 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 용매 및 무기 산화물 입자를 포함하는 용액에 실란 커플링제를 첨가하고, 졸-겔 공정을 수행하여 제조되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent may be prepared by adding a silane coupling agent to a solution containing a solvent and inorganic oxide particles, and performing a sol-gel process.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자 100 중량부에 대하여, 실란 커플링제를 5 중량부 내지 50 중량부로 첨가하는 것일 수 있다.According to an embodiment, with respect to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles, 5 parts by weight to 50 parts by weight of a silane coupling agent may be added.
일 실시형태에 따르면, 상기 졸-겔 공정 수행시 pH조절제를 첨가하여 상기 실란 커플링제를 첨가한 용액의 pH를 4 내지 6으로 조절하는 것일 수 있다.According to an embodiment, when performing the sol-gel process, a pH adjusting agent is added to adjust the pH of the solution to which the silane coupling agent is added to 4-6.
일 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 수세하여 첨가되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent may be added by washing with water.
일 실시형태에 따르면, 상기 알코올 수용액은, 0 % 내지 20 % 농도 범위에서, 농도를 일정한 간격으로 증가시켜 농도별로 준비되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the aqueous alcohol solution may be prepared for each concentration by increasing the concentration at regular intervals in a concentration range of 0% to 20%.
일 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 30 중량 % 내지 80 중량 %로 포함되고, 상기 고분자량 표면 처리제는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 1 중량 % 내지 30 중량 %로 포함되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent are contained in an amount of 30% to 80% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition, and the high molecular weight surface treatment agent is 1 in the total inorganic oxide dispersion composition. It may be included in weight% to 30 weight %.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자는, 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 세리아(CeO2), 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 바나디아(V2O5)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide particles are zirconia (ZrO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), ceria (CeO 2 ), zinc oxide (ZnO), barium titanate (BaTiO 3 ) And vanadia (V 2 O 5 ) It may be to include one or more selected from the group consisting of.
일 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제는, 실란, 탄소수 1 내지 20의 탄소수를 갖는 알킬 실란, 알킬옥시 실란, 알콕시 실란, 이소시아네이트 실란, 아미노 실란, 에폭시 실란, 아크릴 실란, 메르캅토 실란, 불소 실란, 메타크록시 실란, 비닐 실란, 페닐 실란, 클로로 실란 및 실라잔으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the silane coupling agent is a silane, an alkyl silane having 1 to 20 carbon atoms, an alkyloxy silane, an alkoxy silane, an isocyanate silane, an amino silane, an epoxy silane, an acrylic silane, a mercapto silane, a fluorine silane. , Meta-hydroxy silane, vinyl silane, phenyl silane, chloro silane, and may include one or more selected from the group consisting of silazane.
일 실시형태에 따르면, 상기 고분자량 표면 처리제는, 폴리에테르 산 계열 표면 처리제, 폴리에테르 아민 계열 표면 처리제, 폴리에테르 산/아민 면처리제, 인산기 포함 에스터 계열 표 면처리제 및 인산기 포함 폴리에테르 계열 표면 처리제에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the high molecular weight surface treatment agent is a polyether acid-based surface treatment agent, a polyether amine-based surface treatment agent, a polyether acid/amine surface treatment agent, an ester-based surface treatment agent containing a phosphate group, and a polyether-based surface treatment agent containing a phosphate group. It may include one or more selected from.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 분산액 조성물은, 1.6 이상의 굴절율 및 2,000 cP 이하의 점도를 갖는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide dispersion composition may have a refractive index of 1.6 or more and a viscosity of 2,000 cP or less.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 분산액 조성물은, 1.6 이하의 황변도(Y.I)를 갖는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide dispersion composition may have a yellowness degree (Y.I) of 1.6 or less.
본 발명에 따른 무기 산화물 분산액 조성물은, 무기 산화물을 실란 커플링제로 표면 처리하여 소수화하고, 표면 처리된 무기 산화물의 소수화도를 측정한 뒤, 측정 결과에 따라 선별된 무기 산화물을 유기물과 배합함으로써, 유기물 내 안정적인 분산성을 나타낼 수 있는 효과가 있다.In the inorganic oxide dispersion composition according to the present invention, the inorganic oxide is surface-treated with a silane coupling agent to make it hydrophobic, and after measuring the degree of hydrophobicity of the surface-treated inorganic oxide, the inorganic oxide selected according to the measurement result is mixed with an organic substance, There is an effect that can exhibit stable dispersibility in organic matter.
또한, 평가된 무기 산화물의 소수화도를 정량화된 지표로 활용하여 최적의 표면 처리 조건을 확립하고, 이에 따라 제조된 무기 산화물을 유기물과 배합함으로써, 분산성 향상과 함께 고굴절률, 저점도 및 저황변도를 구현할 있는 효과가 있다.In addition, by using the evaluated degree of hydrophobicity of inorganic oxide as a quantified index to establish optimal surface treatment conditions, and by mixing the prepared inorganic oxide with organic matter, high refractive index, low viscosity, and low yellowing with improved dispersibility. There is an effect that can implement the degree.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따라 침전 발생 유무를 확인한 결과이다.1 is a result of confirming the presence or absence of precipitation according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It is to be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.
또한, 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiment in describing the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 무기 산화물 분산액 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the inorganic oxide dispersion composition of the present invention will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명의 일 측면은, 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자; 광학용 모노머; 및 고분자량 표면 처리제;를 포함하고, 상기 무기 산화물 입자는, 소수화도에 따라 선별된 것인, 무기 산화물 분산액 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention, inorganic oxide particles surface-treated with a silane coupling agent; Optical monomers; And a high molecular weight surface treatment agent, wherein the inorganic oxide particles are selected according to a degree of hydrophobicity, and an inorganic oxide dispersion composition is provided.
본 발명에 따른 무기 산화물 분산액 조성물은, 무기 산화물을 유기물들과 혼합 전 실란 커플링제로 표면 처리하고, 표면 처리된 무기 산화물 입자의 소수화도를 측정하여, 이를 통해 선별된 무기 산화물 입자를 포함함으로써, 분산성이 향상되고, 고굴절율, 저점도 및 저황변도의 구현이 가능한 효과가 있다.The inorganic oxide dispersion composition according to the present invention includes the inorganic oxide particles selected through the surface treatment of the inorganic oxide with a silane coupling agent before mixing with organic substances, measuring the degree of hydrophobicity of the surface-treated inorganic oxide particles, Dispersibility is improved, and there is an effect that high refractive index, low viscosity, and low yellowness can be implemented.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자의 소수화도에 따라 선별하는 것은, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자를 농도별로 준비된 알코올 수용액에 각각 첨가하고 침전여부를 확인하는 단계; 및 상기 알코올 수용액의 농도별로 확인된 침전여부에 따라 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계;를 포함하여 수행하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the sorting according to the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles may include: adding the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent to an aqueous alcohol solution prepared for each concentration, and checking whether or not to precipitate; And evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles according to whether or not the concentration of the alcohol aqueous solution has been determined for precipitation.
일 실시형태에 따르면, 상기 알코올 수용액은 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 메탄올 수용액인 것일 수 있다.According to an embodiment, the aqueous alcohol solution may include at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, and butanol. Preferably, it may be an aqueous methanol solution.
상기 침전여부는 육안으로 확인하는 것일 수 있으며, 침전 발생 유무를 의미할 수 있다.The presence or absence of precipitation may be confirmed with the naked eye, and may mean the presence or absence of precipitation.
일 실시형태에 따르면, 상기 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 소수화가 제대로 이루어지지 않을 경우 즉, 소수성이 전혀 없을 경우, 알코올 수용액에 녹지 않아 침전이 발생하는 것일 수 있다.According to an embodiment, when the surface-treated inorganic oxide particles are not properly hydrophobic, that is, when there is no hydrophobicity, precipitation may occur because they are not dissolved in an alcohol aqueous solution.
또한, 소수화도가 높을 경우 즉, 소수성이 높을 경우 알코올 수용액에 녹아 침전이 발생하지 않은 것일 수 있다.In addition, when the degree of hydrophobicity is high, that is, when the hydrophobicity is high, it may be dissolved in an aqueous alcohol solution and no precipitation occurs.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계는, 상기 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전 발생 유무에 따라 점수를 차등 부여하고, 이를 합산하여 수치화하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the step of evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles may be to give a score differently according to the presence or absence of precipitation of the surface-treated inorganic oxide particles, and add them to a numerical value.
구체적으로, 농도가 상이한 각각의 알코올 수용액 내에서, 상기 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전이 발생할 경우 및 발생하지 않을 경우에 점수를 차등 부여하고, 최종적으로 이를 합산하여 수치화하여 소수화도를 평가할 수 있다.Specifically, in each aqueous alcohol solution having a different concentration, when precipitation of the surface-treated inorganic oxide particles occurs or does not occur, scores are differentially assigned, and finally, the degree of hydrophobicity can be evaluated by summing them and digitizing them. .
일례로, 침전이 발생하지 않은 경우에 더 높은 점수를 부여할 경우, 점수가 높을수록 소수성의 정도가 높아지는 것으로 이해할 수 있다.For example, if a higher score is given when no precipitation has occurred, it can be understood that the higher the score, the higher the degree of hydrophobicity.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계는, 상기 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전이 발생하지 않은 경우에 일정 점수를 부여하고, 이를 합산하여 수치화하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the step of evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles may be to give a predetermined score when precipitation of the surface-treated inorganic oxide particles does not occur, and add them to a numerical value.
일례로, 0 % 농도의 알코올 수용액 내에서, 상기 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전이 발생한다면, 최종 수치화된 점수는 '0'이고, 이는 소수화의 정도가 매우 낮거나 소수성이 없는 것으로 이해할 수 있다.For example, if precipitation of the surface-treated inorganic oxide particles occurs in an aqueous alcohol solution of 0% concentration, the final numerical score is '0', which can be understood as being very low or non-hydrophobic. .
상기 수치화된 소수화도는, 일차적으로 표면 처리된 무기 산화물 입자의 소수화 정도 즉, 소수성의 정도를 파악할 수 있다.The numerical degree of hydrophobicity may determine the degree of hydrophobicization, that is, the degree of hydrophobicity, of the inorganic oxide particles that have been primarily surface-treated.
또한, 동일한 소수화도를 가진 무기 산화물 입자들의 표면 처리 조건을 확립하고, 이를 사용하여 최종 분산액 조성물의 굴절률, 점도, 황변도를 제어할 수 있다.In addition, it is possible to establish the surface treatment conditions of inorganic oxide particles having the same degree of hydrophobicity, and use them to control the refractive index, viscosity, and yellowness of the final dispersion composition.
일 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 용매 및 무기 산화물 입자를 포함하는 용액에 실란 커플링제를 첨가하고, 졸-겔 공정을 수행하여 제조되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent may be prepared by adding a silane coupling agent to a solution containing a solvent and inorganic oxide particles, and performing a sol-gel process.
일 실시형태에 따르면, 상기 졸-겔 공정은, 무기 산화물 입자가 용매에 용해된 용액에 실란 커플링제가 첨가되어, 가수 분해 및 축합 반응의 연속적인 반응에 의해 졸 상태에서 겔 상태로 전이되는 공정을 의미할 수 있다.According to one embodiment, the sol-gel process is a process in which a silane coupling agent is added to a solution in which inorganic oxide particles are dissolved in a solvent, and is converted from a sol state to a gel state by a continuous reaction of hydrolysis and condensation reactions. Can mean
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자 100 중량부에 대하여, 실란 커플링제를 5 중량부 내지 50 중량부로 첨가하는 것일 수 있다.According to an embodiment, with respect to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles, 5 parts by weight to 50 parts by weight of a silane coupling agent may be added.
바람직하게는, 상기 무기 산화물 입자 100 중량부에 대하여, 실란 커플링제를 10 중량부 내지 50 중량부로 첨가할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 무기 산화물 입자 100 중량부에 대하여, 실란 커플링제를 10 중량부 내지 45 중량부로 첨가할 수 있으며, 더욱더 바람직하게는, 상기 무기 산화물 입자 100 중량부에 대하여, 실란 커플링제를 20 중량부 내지 45 중량부로 첨가할 수 있다.Preferably, with respect to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles, a silane coupling agent may be added in an amount of 10 to 50 parts by weight, and more preferably, 10 parts by weight of the silane coupling agent may be added to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles. It may be added in an amount of from 20 parts by weight to 45 parts by weight, and even more preferably, with respect to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles, a silane coupling agent may be added in an amount of 20 parts by weight to 45 parts by weight.
만일, 상기 무기 산화물 입자 100 중량부에 대하여, 실란 커플링제를 5 중량부 미만으로 포함할 경우, 소수화가 제대로 이루어지지 않을 수 있고, 50 중량부를 초과하여 포함할 경우, 무기 산화물 분산액 조성물의 굴절율이 저하되거나 점도가 높아질 수 있다.If, with respect to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles, when the silane coupling agent is included in an amount of less than 5 parts by weight, hydrophobicization may not be performed properly, and when it contains more than 50 parts by weight, the refractive index of the inorganic oxide dispersion composition is It may decrease or increase the viscosity.
일 실시형태에 따르면, 상기 졸-겔 공정 수행시 pH 조절제를 첨가하여 상기 실란 커플링제를 첨가한 용액의 pH를 4 내지 6으로 조절하는 것일 수 있다.According to an embodiment, when performing the sol-gel process, a pH adjuster is added to adjust the pH of the solution to which the silane coupling agent is added to 4-6.
상기 pH 범위에서 표면 처리된 무기 산화물 입자는 소수성이 증가될 뿐만 아니라, 최종 분산액 조성물에서 고굴절율 및 저점도를 구현할 수 있으며, 황변성을 억제할 수 있다.The inorganic oxide particles surface-treated in the above pH range not only increase hydrophobicity, but also achieve high refractive index and low viscosity in the final dispersion composition, and suppress yellowing.
일 실시형태에 따르면, 상기 pH 조절제는, 아세트산, 질산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the pH adjusting agent may include at least one selected from the group consisting of acetic acid, nitric acid, and sulfuric acid.
일 실시형태에 따르면, 상기 용매는 친수성 용매를 제외한 모든 용매를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 n-프로판올, n-부탄올, n-펜탄올, n-헥산올 및 이들의 이성질체(예를 들어, iso, tert등) 등의 알코올계; 메톡시알코올, 에톡시알코올, 메톡시에톡시에탄올, 에톡시에톡시에탄올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르알코올계; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산3-메톡시부틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸, 락트산에틸 등의 에스테르계; 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계; 메톡시에틸아세테이트, 메톡시프로필아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 에톡시에틸아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 메톡시에톡시에틸아세테이트, 에톡시에톡시에틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에테르알코올아세테이트계; 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 테트라하이드로퓨란 등의 에테르계; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 비프로톤성 아미드계; γ부티로락톤 등의 락톤계; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 나프탈렌 등의 불포화 탄화수소계; n-헵탄, n-헥산, n-옥탄 등의 포화 탄화수소계 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 상기 용매는, n-프로판올, n-부탄올, n-펜탄올, n-헥산올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 테트라하이드로퓨란이다.According to an embodiment, all solvents except for a hydrophilic solvent may be used as the solvent. For example, the solvent may include alcohols such as n-propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, and isomers thereof (eg, iso, tert, etc.); Ether alcohols such as methoxy alcohol, ethoxy alcohol, methoxy ethoxy ethanol, ethoxy ethoxy ethanol, and propylene glycol monomethyl ether; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, and ethyl lactate; Ketone systems such as acetone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; Ether alcohols such as methoxyethyl acetate, methoxypropyl acetate, methoxybutyl acetate, ethoxyethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, methoxyethoxyethyl acetate, ethoxyethoxyethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc. Acetate system; Ethers such as diethyl ether, diethylene glycol, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, and tetrahydrofuran; Aprotic amides such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone; lactones such as γ butyrolactone; Unsaturated hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and naphthalene; It may be a saturated hydrocarbon system such as n-heptane, n-hexane, and n-octane, but is not limited thereto. Preferably, the solvent is n-propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, ethylene glycol, propylene glycol or tetrahydrofuran.
일 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 수세하여 첨가되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent may be added by washing with water.
바람직하게는, 상기 수세 횟수는 1회일 수 있으며, 수세 횟수가 증가할 경우, 무기 산화물 입자의 표면 처리가 제대로 이루어지지 않아 소수화도가 저하될 수 있다.Preferably, the number of washing times may be one, and when the number of washing times is increased, the surface treatment of the inorganic oxide particles is not properly performed, so that the degree of hydrophobicity may decrease.
일 실시형태에 따르면, 상기 알코올 수용액은, 0 % 내지 20 % 농도 범위에서, 농도를 일정한 간격으로 증가시켜 농도별로 준비되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the aqueous alcohol solution may be prepared for each concentration by increasing the concentration at regular intervals in a concentration range of 0% to 20%.
일례로, 상기 알코올 수용액은, 0 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %의 메탄올 농도로 준비될 수 있고, 각 농도별 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전 여부를 확인하고, 이를 일정 기준의 점수 부여 방식에 따라 수치화할 수 있다.As an example, the alcohol aqueous solution may be prepared at a methanol concentration of 0%, 5%, 10%, 15%, and 20%, and it is checked whether the surface-treated inorganic oxide particles are precipitated at each concentration, and this is based on a certain standard. It can be quantified according to the method of assigning points of.
일 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 30 중량 % 내지 80 중량 %로 포함되고, 상기 고분자량 표면 처리제는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 1 중량 % 내지 30 중량 %로 포함되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent are contained in an amount of 30% to 80% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition, and the high molecular weight surface treatment agent is 1 in the total inorganic oxide dispersion composition. It may be included in weight% to 30 weight %.
바람직하게는, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 30 중량 % 내지 70 중량 %로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 40 중량 % 내지 70 중량 %로 포함될 수 있으며, 더욱더 바람직하게는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 40 중량 % 내지 60 중량 %로 포함될 수 있다.Preferably, the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent may be included in an amount of 30% to 70% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition, and more preferably, from 40% to 70% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition. It may be included in an amount of 70% by weight, and even more preferably, it may be included in an amount of 40% to 60% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition.
만일, 상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자가 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 30 중량 % 미만으로 포함될 경우, 고굴절율 구현이 어려울 수 있고, 80 중량 %를 초과하여 포함될 경우 저점도 및 저황변도 구현이 어려울 수 있다. If the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent are included in an amount of less than 30% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition, it may be difficult to implement a high refractive index, and when included in excess of 80% by weight, low viscosity and low yellowness It can be difficult to implement.
또한, 바람직하게는, 상기 고분자량 표면 처리제는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 3 중량 % 내지 30 중량 %로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 3 중량 % 내지 20 중량 %로 포함될 수 있으며, 더욱더 바람직하게는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 5 중량 % 내지 20 중량 %로 포함될 수 있다.In addition, preferably, the high molecular weight surface treatment agent may be included in an amount of 3% to 30% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition, and more preferably, 3% to 20% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition. It may be included, and even more preferably, it may be included in 5% by weight to 20% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition.
상기 고분자량 표면 처리제는, 무기 산화물을 추가적으로 표면 처리하여 분산성을을 향상시킬 수 있으며, 상기 범위 내에서 무기 산화물의 분산성을 개선하고, 황변성 억제 및 점도 개선에 도움을 줄 수 있다.The high molecular weight surface treatment agent may improve dispersibility by additionally surface-treating an inorganic oxide, improve dispersibility of the inorganic oxide within the above range, and help to suppress yellowing and improve viscosity.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 입자는, 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 세리아(CeO2), 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 바나디아(V2O5)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide particles are zirconia (ZrO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), ceria (CeO 2 ), zinc oxide (ZnO), barium titanate (BaTiO 3 ) And vanadia (V 2 O 5 ) It may be to include one or more selected from the group consisting of.
일 실시형태에 따르면, 상기 광학용 수지 모노머는, 자외선 경화형 아크릴레이트 일 수 있고, 예를 들어, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등의 모노머 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the optical resin monomer may be an ultraviolet curable acrylate, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (Meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, t -butyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-ethylbutyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate and tetradecyl (meth)acrylate It may contain at least any one of monomers such as.
일 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제는, 실란, 탄소수 1 내지 20의 탄소수를 갖는 알킬 실란, 알킬옥시 실란, 알콕시 실란, 이소시아네이트 실란, 아미노 실란, 에폭시 실란, 아크릴 실란, 메르캅토 실란, 불소 실란, 메타크록시 실란, 비닐 실란, 페닐 실란, 클로로 실란 및 실라잔으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the silane coupling agent is a silane, an alkyl silane having 1 to 20 carbon atoms, an alkyloxy silane, an alkoxy silane, an isocyanate silane, an amino silane, an epoxy silane, an acrylic silane, a mercapto silane, a fluorine silane. , Meta-hydroxy silane, vinyl silane, phenyl silane, chloro silane, and may include one or more selected from the group consisting of silazane.
일 실시형태에 따르면, 상기 고분자량 표면 처리제는, 폴리에테르 산 계열 표면 처리제, 폴리에테르 아민 계열 표면 처리제, 폴리에테르 산/아민 면처리제, 인산기 포함 에스터 계열 표면 처리제 및 인산기 포함 폴리에테르 계열 표면 처리제에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the high molecular weight surface treatment agent is a polyether acid-based surface treatment agent, a polyether amine-based surface treatment agent, a polyether acid/amine surface treatment agent, an ester-based surface treatment agent containing a phosphoric acid group, and a polyether-based surface treatment agent containing a phosphoric acid group. It may include one or more selected.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 분산액 조성물은, 1.6 이상의 굴절율 및 2,000 cP 이하의 점도를 갖는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide dispersion composition may have a refractive index of 1.6 or more and a viscosity of 2,000 cP or less.
바람직하게는, 상기 무기 산화물 분산액 조성물은, 1.7 이상의 굴절율 및 1,000 cP 이하의 점도를 갖는 것일 수 있다Preferably, the inorganic oxide dispersion composition may have a refractive index of 1.7 or more and a viscosity of 1,000 cP or less.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 분산액 조성물은, 1.6 이하의 황변도(Y.I)를 갖는 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide dispersion composition may have a yellowness degree (Y.I) of 1.6 or less.
일 실시형태에 따르면, 상기 무기 산화물 분산액 조성물의 굴절율, 점도, 황변도는 무기 입자 산화물의 표면 처리 조건 및 소수화도에 따라 제어될 수 있다. According to an embodiment, the refractive index, viscosity, and degree of yellowing of the inorganic oxide dispersion composition may be controlled according to the surface treatment conditions and the degree of hydrophobicity of the inorganic particle oxide.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are for illustrative purposes only, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
<< 실시예Example > >
1. 소수화된 무기 산화물 입자의 제조1. Preparation of hydrophobized inorganic oxide particles
지르코니아 분말이 용해된 용액에 실란커플링제를 첨가하고 졸-겔 공정을 수행하여, 표면 처리된 무기 산화물 입자를 제조하였다.A silane coupling agent was added to the solution in which the zirconia powder was dissolved, and a sol-gel process was performed to prepare surface-treated inorganic oxide particles.
구체적으로, 지르코니아 분말을 용액에 용해시켜 ZrO2 sol(solvent: DIW, ZrO2 20 wt%, pH 9)을 제조한 후, 호모게나이져를 이용하여 상기 ZrO2 sol을 전처리하였다. Specifically, ZrO 2 sol (solvent: DIW, ZrO 2 20 wt%, pH 9) was prepared by dissolving zirconia powder in a solution, and the ZrO 2 sol was pretreated using a homogenizer.
500 ml 삼구 플라스크에 200 ml에 상기 전처리가 완료된 ZrO2 sol을 넣은 후, pH조절제를 이용하여 pH 적정한 다음 용액의 온도를 60도로 맞추고 실란 커플링제 MPS (Methacryloxypropyltrimethoxysilane)를 한방울씩 천천히 첨가하면서 교반하였으며, 실란 커플링제를 모두 첨가한 후, 60도에서 3시간 교반하였다. 반응 종료 후 원심분리기를 이용하여 수세를 진행하고 80도 오븐에 12시간 건조시켰다.After adding the pre-treated ZrO2 sol to 200 ml in a 500 ml three-necked flask, pH titration was performed using a pH regulator, and then the temperature of the solution was adjusted to 60 degrees, and a silane coupling agent MPS (Methacryloxypropyltrimethoxysilane) was slowly added drop by drop while stirring. After all of the coupling agents were added, the mixture was stirred at 60 degrees for 3 hours. After completion of the reaction, washing was performed using a centrifuge and dried in an oven at 80° C. for 12 hours.
구체적인 제조 조건을 표 1에 나타내었다.Specific manufacturing conditions are shown in Table 1.
물질start
matter
시간Pretreatment
time
함량Silane
content
시간reaction
time
횟수Defensive
Count
2. 무기 산화물 입자의 소수화도 측정2. Measurement of hydrophobicity of inorganic oxide particles
상기 소수화된 무기산화물 입자를 농도가 각각 0 %, 5 %, 10 %, 15 % 및 20 %인 메탄올 수용액(1 ml)에 한 스푼(1 mg) 첨가한 뒤, 침전 발생 유무를 육안으로 확인하였다.After adding one spoon (1 mg) to the aqueous methanol solution (1 ml) having concentrations of 0%, 5%, 10%, 15% and 20%, respectively, the hydrophobized inorganic oxide particles, the presence or absence of precipitation was visually checked. .
메탄올 농도가 0 %인 경우를 제외하고, 침전이 발생하지 않은 경우에 5점을 부여하여 소수화도를 수치화하였다.Except for the case where the methanol concentration was 0%, 5 points were assigned when no precipitation occurred to quantify the degree of hydrophobicity.
측정된 소수화도를 표 2에 나타내었다.The measured degree of hydrophobicity is shown in Table 2.
0 %Methanol
0 %
5%Methanol
5%
10 %Methanol
10%
15 %Methanol
15%
20 %Methanol
20%
* O: 침전이 발생하지 않음.* O: No precipitation occurs.
X: 침전이 발생함. X: precipitation occurs.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따라 침전 발생 유무를 확인한 결과이다(메탄올 수용액의 농는, M좌측에서부터 각각, 0%, 5%, 15%, 40%임).FIG. 1 is a result of confirming the presence or absence of precipitation according to an embodiment of the present invention (concentration of aqueous methanol solution is 0%, 5%, 15%, and 40%, respectively, from the left side of M).
도 1을 참조하면, 침전 발생여부가 육안으로 명확히 구분되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 1, it can be seen that the occurrence of precipitation is clearly distinguished with the naked eye.
3. 무기 산화물 분산액의 제조3. Preparation of inorganic oxide dispersion
상기 제조된 무기 산화물 입자(제조예 1 내지 12)와 THF, 고분자량 표면처리제 및 광학용 모노머를 혼합하고 혼합하였다. 상기 혼합된 용액을 감압하에 용매를 제거하여 무기 산화물 분산액(실시예 1 내지 12)을 제조하였다 .The prepared inorganic oxide particles (Preparation Examples 1 to 12), THF, a high molecular weight surface treatment agent, and an optical monomer were mixed and mixed. An inorganic oxide dispersion (Examples 1 to 12) was prepared by removing the solvent from the mixed solution under reduced pressure.
<< 실험예Experimental example > 무기 산화물 분산액의 물성 측정> Measurement of physical properties of inorganic oxide dispersion
상기 실시예 1 내지 12의 분산액의 굴절률, 점도, 황변도를 측정하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.The refractive index, viscosity, and yellowness of the dispersions of Examples 1 to 12 were measured, and the results are shown in Table 3.
(cP)Viscosity
(cP)
상기 표 3 따르면, 실시예 8의 경우 1.64의 굴절률과 1,000 cP의 저점도를 나타내는 것을 알 수 있었다.According to Table 3, it was found that Example 8 exhibited a refractive index of 1.64 and a low viscosity of 1,000 cP.
실시예 9의 경우, 실시예 8과 비교하여 소수화된 무기 입자 산화물의 수세 횟수만이 상이한 조건으로 제조된 것이나, 무기 산화물 입자의 소수화도에서 큰 차이를 보였으며, 이에 따라 최종 분산성에도 영향을 주어 고점도의 겔화된 분산액 조성물이 획득되었다.In the case of Example 9, compared to Example 8, only the number of washings of the hydrophobized inorganic particle oxide was prepared under different conditions, but there was a large difference in the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles, and thus the final dispersibility was also affected. Given a high viscosity gelled dispersion composition was obtained.
또한, 실시예 8을 제외한 나머지 소수화도 20인 실시예들(실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 11, 실시예 12)에서는 1.64의 모노머 분산액은 제조되지만, 점도는 10,000 cP이상으로 매우 높은 것을 알 수 있었다. 이 결과는 같은 소수화도에서도 분산성의 차이가 존재하는 것을 보여준다In addition, in Examples with a degree of hydrophobicity of 20 except Example 8 (Example 1, Example 2, Example 3, Example 11, Example 12), a monomer dispersion of 1.64 was prepared, but the viscosity was 10,000 cP or more. It can be seen that it is very high. This result shows that there is a difference in dispersibility even at the same degree of hydrophobicity.
이에 따라, 저점도를 구현하기 위해서는 무기 산화물 입자 제조 시, 산성 조건이 요구됨을 알 수 있었다.Accordingly, it was found that in order to achieve a low viscosity, an acidic condition is required when preparing inorganic oxide particles.
또한, 소수화도가 15 미만의 값을 갖는 실시예들은 용매 제거 시 고점도가 되어 겔화되었다. 이는, 소수화도가 15 미만인 경우는 실란 커플링제를 사용한 표면 처리가 제대로 이루어지지 않아 무기 산화물 입자의 뭉침 현상이 발생한 것으로 판단되었다.In addition, examples having a degree of hydrophobicity of less than 15 became high viscosity when the solvent was removed and gelled. In this case, when the degree of hydrophobicity was less than 15, it was determined that the surface treatment using the silane coupling agent was not properly performed, resulting in agglomeration of inorganic oxide particles.
결론적으로, 무기 산화물 분산액은 소수화도가 20 이상인 무기 산화물 입자를 포함하되, 무기 산화물 입자를 실란 커플링제로 표면 처리시 산성조건으로 진행하는 것이 바람직하며, 이를 통해 고굴절률, 저점도, 저황변도 및 안정적인 분산성을 구현할 수 있음을 알 수 있다.In conclusion, the inorganic oxide dispersion contains inorganic oxide particles having a degree of hydrophobicity of 20 or more, but it is preferable to proceed in an acidic condition when the inorganic oxide particles are surface-treated with a silane coupling agent, through which high refractive index, low viscosity, and low yellowness. And it can be seen that it is possible to implement stable dispersibility.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the following claims.
Claims (15)
광학용 모노머; 및
고분자량 표면 처리제;를 포함하고,
상기 무기 산화물 입자는, 소수화도에 따라 선별된 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
Inorganic oxide particles surface-treated with a silane coupling agent;
Optical monomers; And
Including; a high molecular weight surface treatment agent,
The inorganic oxide particles are selected according to the degree of hydrophobicity,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 무기 산화물 입자의 소수화도에 따라 선별하는 것은,
상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자를 농도별로 준비된 알코올 수용액에 각각 첨가하고 침전여부를 확인하는 단계; 및
상기 알코올 수용액의 농도별로 확인된 침전여부에 따라 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계;
를 포함하여 수행하는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 1,
Selecting according to the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles,
Adding the inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent to an aqueous alcohol solution prepared for each concentration, and checking whether or not to precipitate; And
Evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles according to whether or not the concentration of the alcohol aqueous solution is determined;
To perform, including,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계는,
상기 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전 발생 유무에 따라 점수를 차등 부여하고, 이를 합산하여 수치화하는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 2,
Evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles,
A score is differentially assigned according to the presence or absence of precipitation of the surface-treated inorganic oxide particles, and the numbers are summed and quantified.
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 무기 산화물 입자의 소수화도를 평가하는 단계는,
상기 표면 처리된 무기 산화물 입자의 침전이 발생하지 않은 경우에 일정 점수를 부여하고, 이를 합산하여 수치화하는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 2,
Evaluating the degree of hydrophobicity of the inorganic oxide particles,
In the case where precipitation of the surface-treated inorganic oxide particles does not occur, a certain score is given, and these are summed and quantified,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는,
용매 및 무기 산화물 입자를 포함하는 용액에 실란 커플링제를 첨가하고,
졸-겔 공정을 수행하여 제조되는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 1,
The inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent,
Adding a silane coupling agent to a solution containing a solvent and inorganic oxide particles,
It is produced by performing a sol-gel process,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 무기 산화물 입자 100 중량부에 대하여, 실란 커플링제를 5 중량부 내지 50 중량부로 첨가하는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 5,
To the addition of 5 parts by weight to 50 parts by weight of a silane coupling agent based on 100 parts by weight of the inorganic oxide particles,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 졸-겔 공정 수행시 pH 조절제를 첨가하여 상기 실란 커플링제를 첨가한 용액의 pH를 4 내지 6으로 조절하는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 5,
When performing the sol-gel process, a pH adjuster is added to adjust the pH of the solution to which the silane coupling agent is added to 4 to 6,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는, 수세하여 첨가되는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 2,
The inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent are added by washing with water,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 알코올 수용액은,
0 % 내지 20 % 농도 범위에서, 농도를 일정한 간격으로 증가시켜 농도별로 준비되는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 2,
The aqueous alcohol solution,
In the range of 0% to 20% concentration, prepared by concentration by increasing the concentration at regular intervals
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 산화물 입자는,
무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 30 중량 % 내지 80 중량 %로 포함되고,
상기 고분자량 표면 처리제는, 무기 산화물 분산액 조성물 전체 중 1 중량 % 내지 30 중량 %로 포함되는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 1,
The inorganic oxide particles surface-treated with the silane coupling agent,
It is contained in 30% to 80% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition,
The high molecular weight surface treatment agent is contained in 1% to 30% by weight of the total inorganic oxide dispersion composition,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 무기 산화물 입자는,
지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 세리아(CeO2), 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 바나디아(V2O5)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물..
The method of claim 1,
The inorganic oxide particles,
The group consisting of zirconia (ZrO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), ceria (CeO 2 ), zinc oxide (ZnO), barium titanate (BaTiO 3 ) and vanadia (V 2 O 5 ) That contains at least one selected from,
Inorganic oxide dispersion composition..
상기 실란 커플링제는,
실란, 탄소수 1 내지 20의 탄소수를 갖는 알킬 실란, 알킬옥시 실란, 알콕시 실란, 이소시아네이트 실란, 아미노 실란, 에폭시 실란, 아크릴 실란, 메르캅토 실란, 불소 실란, 메타크록시 실란, 비닐 실란, 페닐 실란, 클로로 실란 및 실라잔으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 1,
The silane coupling agent,
Silane, alkyl silane having 1 to 20 carbon atoms, alkyloxy silane, alkoxy silane, isocyanate silane, amino silane, epoxy silane, acrylic silane, mercapto silane, fluorine silane, meta-hydroxy silane, vinyl silane, phenyl silane, It contains at least one selected from the group consisting of chlorosilane and silazane,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 고분자량 표면 처리제는,
폴리에테르 산 계열 표면 처리제, 폴리에테르 아민 계열 표면 처리제, 폴리에테르 산/아민 면처리제, 인산기 포함 에스터 계열 표 면처리제 및 인산기 포함 폴리에테르 계열 표면 처리제에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 1,
The high molecular weight surface treatment agent,
Including at least one selected from polyether acid-based surface treatment agents, polyether amine-based surface treatment agents, polyether acid/amine surface treatment agents, ester-based surface treatment agents containing phosphoric acid groups, and polyether-based surface treatment agents containing phosphoric acid groups,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 무기 산화물 분산액 조성물은,
1.6 이상의 굴절율 및 2,000 cP 이하의 점도를 갖는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.
The method of claim 1,
The inorganic oxide dispersion composition,
Having a refractive index of 1.6 or more and a viscosity of 2,000 cP or less,
Inorganic oxide dispersion composition.
상기 무기 산화물 분산액 조성물은,
1.6 이하의 황변도(Y.I)를 갖는 것인,
무기 산화물 분산액 조성물.The method of claim 1,
The inorganic oxide dispersion composition,
Having a degree of yellowness (YI) of 1.6 or less,
Inorganic oxide dispersion composition.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190141907A KR20210055453A (en) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | Dispersion composition of inorganic oxide with improved hydrophobicity |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230067810A (en) * | 2021-11-09 | 2023-05-17 | 한국전자기술연구원 | Method for surface modification of nanoparticles to be hydrophobic |
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2019
- 2019-11-07 KR KR1020190141907A patent/KR20210055453A/en unknown
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